深部礦產(chǎn)資源勘查及地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)研究

羅 濤

（孟連孟祥貿(mào)易有限公司，云南 普洱 665000）

中國是一個(gè)資源大國，不僅礦產(chǎn)資源總量龐大，而且種類數(shù)量多，截至目前已經(jīng)有二百種礦產(chǎn)資源被發(fā)現(xiàn)，在世界礦產(chǎn)總量中占比約為百分之十五，位列于俄羅斯、美國后的第三位。由于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展消耗了大量資源，使得淺層礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量日益減少。從這個(gè)角度來看，應(yīng)積極研究深部地質(zhì)鉆探找礦與礦產(chǎn)資源勘查。

1 當(dāng)前地質(zhì)資源勘查的概況

對于地質(zhì)工作來講，地質(zhì)資源勘查是十分重要的一部分，在國內(nèi)諸多領(lǐng)域都發(fā)揮著重要作用。從某種程度來講，發(fā)展地質(zhì)資源勘查能夠推動(dòng)國內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對不同經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的作用也各有不同。在地質(zhì)資源勘查發(fā)展中，表現(xiàn)出深部礦產(chǎn)轉(zhuǎn)型、專業(yè)人才匱乏、技術(shù)推廣不足等問題。

首先，地質(zhì)資源勘查的工作重點(diǎn)逐漸朝著深部礦產(chǎn)和隱伏礦產(chǎn)的方向發(fā)展?，F(xiàn)階段，國內(nèi)地質(zhì)資源勘查將淺礦、高品位礦、露頭礦當(dāng)作工作重點(diǎn)，伴隨開發(fā)水平的不斷提高，人們逐漸增加了地質(zhì)礦產(chǎn)勘查力度，深部礦產(chǎn)成為了轉(zhuǎn)型的主要目標(biāo)。

其次，地質(zhì)資源勘查缺少專業(yè)性人才。在國內(nèi)，地質(zhì)勘查專業(yè)建設(shè)不夠健全，使投入到地質(zhì)資源勘查的人才相對較少，現(xiàn)有人員把握地質(zhì)資源勘查方法的能力有限，難以與不斷發(fā)展的地質(zhì)資源勘查需求充分適應(yīng)，使得地質(zhì)資源勘查順利開展受到較大影響。

最后，地質(zhì)資源勘查的技術(shù)推廣程度不足。伴隨勘查方法的增加，地質(zhì)資源勘查設(shè)備不斷更新升級(jí)，工作人員熟悉新型設(shè)備的程度與勘查地質(zhì)資源有效性存在直接關(guān)系。部分勘查單位仍使用傳統(tǒng)地質(zhì)資源勘查方法，把握和了解化探、物探等全新方法的程度不足，無法將新型技術(shù)、新型設(shè)備充分運(yùn)用于地質(zhì)資源勘查，降低了地質(zhì)資源勘查的效果。

2 地質(zhì)鉆探找礦與礦產(chǎn)資源勘查的基本原則

礦產(chǎn)資源勘查工作的目的是確定礦床及其應(yīng)用前景、技術(shù)性評價(jià)、數(shù)量、分布、經(jīng)濟(jì)性評價(jià)、利用條件、種類等，從而使社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)、礦產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的需求得到滿足。通常來講，礦產(chǎn)資源主要埋在地下，其特點(diǎn)是復(fù)雜、隱蔽、稀少，在勘查時(shí)往往需要通過多種方法和技術(shù)手段來完成，并且需要做好可行性研究、實(shí)驗(yàn)、取樣、測量、計(jì)算儲(chǔ)量、化驗(yàn)、編錄等一系列工作。由于礦產(chǎn)資源是不可再生的一種能源，若開采工作過于盲目，則會(huì)導(dǎo)致資源在一定時(shí)間內(nèi)枯竭，因此，工作人員應(yīng)把握地質(zhì)鉆探找礦與礦產(chǎn)資源勘查的基本原則。

2.1 技術(shù)應(yīng)用原則

開展地質(zhì)鉆探找礦與礦產(chǎn)資源勘查時(shí)，應(yīng)遵循技術(shù)應(yīng)用的基本原則，通過各種科學(xué)技術(shù)手段的合理運(yùn)用，使地質(zhì)鉆探找礦與礦產(chǎn)資源勘查的工作效率有效提升。具體工作過程中，工作人員不能局限在特定一種勘探方法、找礦技術(shù)的應(yīng)用，而是應(yīng)該在條件允許的前提下，最大限度地對高精度磁測、可控電磁測探、激電高功率技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行綜合性運(yùn)用，獲得勘探數(shù)據(jù)后，應(yīng)對所有數(shù)據(jù)展開全方位、多角度的分析，與勘探地區(qū)的水文特點(diǎn)和地質(zhì)特點(diǎn)相結(jié)合，進(jìn)一步增強(qiáng)數(shù)據(jù)分析的可靠性，將礦產(chǎn)可能存在的異常區(qū)域有效圈定出來，從而讓地質(zhì)鉆探找礦與礦產(chǎn)資源勘查的整體效率得到保證[1]。

2.2 科學(xué)部署原則

進(jìn)行地質(zhì)鉆探找礦與礦產(chǎn)資源勘查時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持科學(xué)部署原則。工作人員需要按照礦產(chǎn)資源表現(xiàn)出的地域分布特點(diǎn)，對找礦工作、勘查地質(zhì)資源工作作出科學(xué)部署（如圖1所示）。與此同時(shí)，這種類型的工作在部署過程中需要加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)狀況、人口分布、利用土地、基礎(chǔ)建設(shè)等因素的考慮，使地質(zhì)鉆探找礦與礦產(chǎn)資源勘查的部署更加具有科學(xué)性、合理性。

圖1 深部鉆探施工現(xiàn)場

2.3 統(tǒng)籌規(guī)劃原則

開展地質(zhì)鉆探找礦與礦產(chǎn)資源勘查時(shí)，應(yīng)始終遵循統(tǒng)籌規(guī)劃的基本原則。工作人員勘查地質(zhì)礦產(chǎn)時(shí)，不僅要以人為本，而且應(yīng)將附近生態(tài)環(huán)境、自身勘查工作相統(tǒng)一，在具體工作過程中圍繞可持續(xù)發(fā)展的重要理念來進(jìn)行各項(xiàng)工作，對勘查地質(zhì)礦產(chǎn)過程中存在的成本因素、地理因素、環(huán)境因素與人為因素加以考慮，以此來保證地質(zhì)鉆探找礦與礦產(chǎn)資源勘查的資源性、經(jīng)濟(jì)性。

2.4 經(jīng)濟(jì)側(cè)重原則

進(jìn)行地質(zhì)鉆探找礦與礦產(chǎn)資源勘查時(shí)，應(yīng)始終堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)側(cè)重的基本原則。通常來講，無論是找礦工作還是勘查礦產(chǎn)資源工作都需要在資源充足、地質(zhì)條件復(fù)雜且多樣化的前提下開展，按照具體勘查環(huán)境以及分布地質(zhì)礦產(chǎn)情況，對當(dāng)前礦區(qū)里不同類型礦產(chǎn)資源的實(shí)際分布進(jìn)行深層次研究，實(shí)施針對性較強(qiáng)的勘探舉措，最大限度地增強(qiáng)勘探工作效果，使勘探經(jīng)費(fèi)得到節(jié)約。整體上看，工作人員將勘探領(lǐng)域不斷擴(kuò)展的同時(shí)，需要有一個(gè)側(cè)重點(diǎn)，換句話說，就是應(yīng)對經(jīng)濟(jì)性相對較高的礦種進(jìn)行找礦與勘查。

3 深部礦產(chǎn)資源勘查的主要方法

合理利用礦產(chǎn)資源勘查方法，有利于提高開采的科學(xué)性，使企業(yè)開采礦產(chǎn)資源的時(shí)間有效延長，促進(jìn)礦產(chǎn)企業(yè)以及礦業(yè)行業(yè)的長期、平穩(wěn)發(fā)展，特別是勘查礦產(chǎn)資源時(shí)，工作人員必須采用有效的勘查方法來加以評估，避免因勘查不充分而導(dǎo)致資源的浪費(fèi)，不斷提升利用資源的水平。

3.1 物化探測勘查法

物化探測是人們常用的勘查方法，對于勘查礦產(chǎn)資源尤其是深部礦產(chǎn)資源十分適用，工作人員可通過以下途徑使用該方法進(jìn)行礦產(chǎn)資源勘查[2]。首先，應(yīng)借助地球化學(xué)勘查法展開各項(xiàng)勘查工作，此方法包括沉積物測量法、土壤化學(xué)測量法、礦床生暈法等。在國內(nèi)，伴隨科學(xué)技術(shù)水平的大幅提升，以上幾種物化探測方法使用的儀器也大大提高了靈敏度、精準(zhǔn)度，可探測各種深部礦產(chǎn)，從而發(fā)揮了更大的礦產(chǎn)資源勘查作用。其次，應(yīng)借助物探方法展開相應(yīng)勘查工作（如圖2所示），此方法主要對地球重力、電效應(yīng)利用、區(qū)域地震、磁效應(yīng)利用、放射性能利用、地?zé)岬确矫孢M(jìn)行研究，在勘查礦產(chǎn)資源方面發(fā)揮了顯著的作用。由此能夠得出，工作人員在具體的深部礦產(chǎn)資源勘查時(shí)應(yīng)積極發(fā)揮物化探測方法的優(yōu)勢，將勘查區(qū)域內(nèi)的非金屬礦產(chǎn)和金屬礦產(chǎn)勘查出來。

圖2 深部礦產(chǎn)物化探測

3.2 同位素規(guī)律勘查法

同位素成礦是形成礦產(chǎn)資源的重要規(guī)律，工作人員可按照成礦規(guī)律來應(yīng)用同位素規(guī)律勘查法進(jìn)行勘查。依據(jù)形成時(shí)期、類型等方面的不同，地質(zhì)礦產(chǎn)內(nèi)部蘊(yùn)含的穩(wěn)定性會(huì)大有不同，工作人員應(yīng)做好成礦能力的勘查。先收集勘查地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境、成礦年齡、地質(zhì)體構(gòu)成、地殼演化等數(shù)據(jù)信息，隨后分析各種信息間的相關(guān)程度，通過分析，便能對勘查地區(qū)的同位素成礦情況有一個(gè)深入的了解，從而把握科學(xué)的成礦規(guī)律，發(fā)揮出地質(zhì)資源勘查的作用。

3.3 填圖勘查法

從原理上看，填圖勘查法基于地質(zhì)方法和地質(zhì)理論，對勘查區(qū)域擁有的礦產(chǎn)展開系統(tǒng)性勘查，獲得勘查結(jié)果后，再細(xì)致、深入地分析勘查結(jié)果，對找礦區(qū)域地質(zhì)特征有一個(gè)精準(zhǔn)的把握。填圖勘查法由于理論基礎(chǔ)扎實(shí)、全面、可靠，因此得到了地質(zhì)勘探中的普遍運(yùn)用。

3.4 低頻電磁勘查法

低頻電磁勘查法經(jīng)常被人們使用到開發(fā)難度高、深埋地下的勘查工作中，該技術(shù)根據(jù)礦產(chǎn)在地表深部所表現(xiàn)出的物理特點(diǎn)，使用有關(guān)儀器來追蹤礦產(chǎn)，借助新型地震預(yù)測技術(shù)，尋找深部地質(zhì)架構(gòu)中存在的礦產(chǎn)資源，不僅操作性強(qiáng)，而且讓以往勘查深度不足的缺點(diǎn)得到了有效解決，大幅提高了人們利用礦產(chǎn)資源的效率。需要注意的是，低頻電磁勘查法只能將當(dāng)前區(qū)域是否存在礦產(chǎn)確定下來，無法準(zhǔn)確、詳細(xì)地找出具體的礦產(chǎn)區(qū)域[3]。

3.5 重砂勘查法

該勘查方法主要借助重力、水流堆積作用、水流推動(dòng)作用來形成含砂地區(qū)，含砂地區(qū)的重砂量越高，則分析這一地區(qū)的價(jià)值便越高，工作人員應(yīng)深入、全面地分析此地區(qū)的地質(zhì)特征、水文特征，讓礦產(chǎn)具體分布得到精準(zhǔn)的判斷?？辈楣ぷ鬟\(yùn)用重砂勘查法的過程中，工作人員應(yīng)合理增加地質(zhì)采樣點(diǎn)，確保采樣位置充足，及時(shí)做好重砂的測量分析對比工作。因此，對于穩(wěn)定性較高的金屬礦產(chǎn)、非金屬礦產(chǎn)進(jìn)行勘查時(shí)，重砂勘查法的應(yīng)用更為普遍。

3.6 礫石勘查法

當(dāng)?shù)V體暴露在地表較長時(shí)間后，礦體將會(huì)被風(fēng)化并變成礦礫，受到自身重力、水、冰川等因素的影響，礫石將會(huì)持續(xù)擴(kuò)散，面積分布也隨之增加，順著山坡、水流、冰川等系統(tǒng)來分析和追蹤礦礫。

3.7 GPS勘查法

近些年，由于GPS技術(shù)所具備的定位功能十分精準(zhǔn)，使得地質(zhì)勘查中引入了該技術(shù)并加以普及。借助GPS找礦技術(shù)，工作人員能夠使用衛(wèi)星、無線電來定位各種物質(zhì)，準(zhǔn)確坐標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送后，GPS設(shè)備可以將礦區(qū)實(shí)際位置準(zhǔn)確地確定下來，得到的位置結(jié)果能夠?qū)⒂幸鎱⒖继峁┙o工作人員的地質(zhì)鉆探找礦。與此同時(shí)，深部的往往蘊(yùn)含著大量礦產(chǎn)，但深部礦產(chǎn)的物理特性、化學(xué)特性不平穩(wěn)，此時(shí)，工作人員可將GPS勘查法與波譜儀設(shè)備相結(jié)合，通過GPS完成定位工作后，使用波譜儀開展具體的光譜分析工作，從而得到礦產(chǎn)分布的光譜曲線，最終順利完成勘查工作。

3.8 熒光勘查法

熒光勘查法通過X射線來照射礦物，獲得礦物的有關(guān)信息數(shù)據(jù)，便捷性、準(zhǔn)確性較強(qiáng)。經(jīng)過X射線照射后，礦物所具備的元素特征會(huì)表現(xiàn)在光線中，工作人員再借助熒光劑來解讀反射光線，進(jìn)而把礦產(chǎn)的品位、元素成分等內(nèi)容確定下來，為地質(zhì)勘查工作奠定良好的基礎(chǔ)[4]。

4 地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)的具體應(yīng)用及提升方法

4.1 連續(xù)鉆探取樣技術(shù)

連續(xù)鉆探取樣技術(shù)借助氣體壓力為鉆桿提供推動(dòng)力，使巖石被徹底粉碎，為后續(xù)的礦產(chǎn)資源成分分析提供便利，使后續(xù)的找礦研究得到大量的理論基礎(chǔ)。進(jìn)行鉆探時(shí)，深部的巖屑會(huì)被設(shè)備帶到地表，工作人員多次、反復(fù)地測量后，能夠?qū)⒌V體的具體厚度、所處深度、品位等有關(guān)數(shù)據(jù)得出?？陀^來講，連續(xù)鉆探取樣技術(shù)所采集的樣本是深部樣本，這使得根據(jù)該樣本得到的找礦信息精確性更高，從而提高了工作人員地質(zhì)鉆探找礦的效率。

4.2 繩索取芯技術(shù)

繩索取芯技術(shù)被廣泛用于地質(zhì)鉆探找礦中，繩索取芯主要采用金剛石鉆頭鉆進(jìn)，鉆進(jìn)工藝體現(xiàn)在其鉆進(jìn)效率高、穩(wěn)定性強(qiáng)、孔內(nèi)事故少、巖芯采取率高等優(yōu)勢，尤其在復(fù)雜的地層條件下，存在人為不可抗拒的自然因素導(dǎo)致的孔內(nèi)事故中，繩索取芯技術(shù)工藝可大程度減小了處理孔內(nèi)事故的難度，保障了鉆探施工的正常鉆進(jìn)。因此，繩索取芯技術(shù)的開發(fā)運(yùn)用，將鉆探工作提高了一個(gè)新的臺(tái)階，同時(shí)也將深部礦產(chǎn)資源勘查工作得到了進(jìn)一步的發(fā)展。

4.3 提升鉆探技術(shù)方法

提升鉆探技術(shù)方法主要圍繞鉆探施工六大指標(biāo)，能夠使深部探礦施工過程準(zhǔn)確、高效的完成，達(dá)到地質(zhì)目的。第一，確定巖礦心采取率。根據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)要求和合同要求，可以全孔采心、部分采心或全孔不采心。在固體礦產(chǎn)勘查取心孔段中，一般平均采取率應(yīng)達(dá)到70%以上，礦芯采取率應(yīng)達(dá)到80%以上，對于復(fù)雜型和多脈帶型的礦床，應(yīng)嚴(yán)格控制鉆進(jìn)回次長度，多次取芯以保證巖礦芯采取率；有特殊要求時(shí)，按設(shè)計(jì)書或合同的規(guī)定執(zhí)行。

第二，彎曲度測量。機(jī)臺(tái)應(yīng)及時(shí)、定點(diǎn)測量鉆孔頂角及方位角，通常情況下，頂角小于3°的直孔或斜孔，每鉆進(jìn)100m測一次頂角（不側(cè)方位角，原因是測斜儀器有一定的誤差，頂角小于3°時(shí)，測定的方位角不準(zhǔn)確），在斜孔或頂角大于3°的直孔，每50m測一次頂角和方位角。定向鉆進(jìn)或易斜鉆孔應(yīng)適當(dāng)縮短測斜間距。

第三，簡易水文觀測。使用清水或無固相沖洗液的鉆孔中，每班至少觀測水位1～2回次。每觀測回次中，提鉆后、下鉆前各測量一次水位，間隔時(shí)間應(yīng)大于5分鐘，終孔后應(yīng)進(jìn)行24小時(shí)穩(wěn)定水位觀測。

第四，測量與校正。進(jìn)出礦層時(shí)、下套管前和終孔后必須校正孔深?？咨钫`差率小于千分之一時(shí)不修正報(bào)表，孔深誤差率大于千分之一時(shí)要修正報(bào)表。

第五，原始班報(bào)表。各班必須指定專人在現(xiàn)場用鋼筆及時(shí)填寫原始報(bào)表，要做到真實(shí)、齊全、準(zhǔn)確、整潔。

第六，封孔。臨近終孔前施工管理部門根據(jù)地質(zhì)部門提出的實(shí)際鉆孔柱狀圖和封孔要求，編寫封孔設(shè)計(jì)，交機(jī)臺(tái)執(zhí)行。

5 結(jié)語

總而言之，研究深部地質(zhì)鉆探找礦與礦產(chǎn)資源勘查具有重要的意義。相關(guān)人員應(yīng)對當(dāng)前地質(zhì)資源勘查的概況有一個(gè)全面了解，充分把握地質(zhì)鉆探找礦與礦產(chǎn)資源勘查的基本原則，熟悉深部礦產(chǎn)資源勘查的主要方法，能夠?qū)⑦B續(xù)鉆探取樣技術(shù)、繩索取芯技術(shù)等多種技術(shù)運(yùn)用于地質(zhì)鉆探找礦中，從而提高找礦工作和地質(zhì)勘查工作的效率，對深部礦產(chǎn)展開科學(xué)、合理地利用。